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2019年靈臺(tái)縣中職學(xué)生技能大賽電子電子電路裝調(diào)與應(yīng)用項(xiàng)目競賽試題PAGE6-電子電路裝調(diào)與應(yīng)用競賽試題考題名稱:多功能電子密碼鎖完成時(shí)間:4小時(shí) 一、功能簡介電路說明部分二、電路所需器件介紹 三、裝配及調(diào)試說明 一、元件篩選與測(cè)試(10分)考題目錄考題答卷部分二、電路焊接與組裝(35分)三、電路調(diào)試(40分)電路設(shè)計(jì)軟件PROTEL應(yīng)用部分(15分)學(xué)校:姓名:考號(hào):工位號(hào): 電路相關(guān)說明部分一、功能簡介多功能電子密碼鎖只有輸入正確的密碼后(即按要求按下按鍵),NE555電路才能正常工作,繼電器吸合,發(fā)光二極管發(fā)光。它的組成原理圖如圖1所示。通過對(duì)電路的理解,同學(xué)們需要完成以下任務(wù):1、完成電路板的裝配和調(diào)試工作;2、分析電路原理,找到正確密碼,并完成試題部分;3、完成繪制電路圖和設(shè)計(jì)PCB板。二、電路所需器件介紹1、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器/脈沖分配器CD4017CD4017是5位Johnson計(jì)數(shù)器,具有10個(gè)譯碼輸出端,CP、CR、INH輸入端。時(shí)鐘輸入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能,對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖上升和下降時(shí)間無限制。INH為低電平時(shí),計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘上升沿計(jì)數(shù);反之,計(jì)數(shù)功能無效。CR為高電平時(shí),計(jì)數(shù)器清零。Johnson計(jì)數(shù)器,提供了快速操作、2輸入譯碼選通和無毛刺譯碼輸出。防鎖選通,保證了正確的計(jì)數(shù)順序。譯碼輸出一般為低電平,只有在對(duì)應(yīng)時(shí)鐘周期內(nèi)保持高電平。在每10個(gè)時(shí)鐘輸入周期CO信號(hào)完成一次進(jìn)位,并用作多級(jí)計(jì)數(shù)鏈的下級(jí)脈動(dòng)時(shí)鐘。CD4017提供了16引線多層陶瓷雙列直插(D)、熔封陶瓷雙列直插(J)、塑料雙列直插(P)和陶瓷片狀載體(C)4種封裝形式。其內(nèi)部框圖和引腳圖如下。圖2CD4017內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖CD4017各腳功能和真值表如下:12腳:CO進(jìn)位脈沖輸出14腳:CP時(shí)鐘輸入端15腳:CR清除端13腳:INH禁止端1~7、10腳、11腳:Q0-~Q9計(jì)數(shù)脈沖輸出端16腳:VDD正電源8腳:VSS地2、集成電路LM567LM567是一塊鎖相環(huán)音頻譯碼器,工作頻率<500KHZ。其內(nèi)部框圖和引腳圖如圖3所示。圖3LM567內(nèi)部框圖LM567各引腳功能如下:1腳:濾波,所接電容應(yīng)大于2腳電容的兩倍。2腳:進(jìn)行高電平載波調(diào)節(jié)時(shí),音頻信號(hào)由該腳輸出;進(jìn)行解調(diào)時(shí),音頻信號(hào)由該腳輸出。3腳:載波輸入,Vi>25mV。4腳:電源腳。工作電壓范圍+5V~+9V。5腳:振蕩輸出。若2腳輸入音頻信號(hào),則該腳輸出受音頻調(diào)制的調(diào)頻載波信號(hào)。6腳:定時(shí)電容7腳:接地。8腳:當(dāng)3腳收到與本機(jī)振蕩頻率一致的載波時(shí),8腳變?yōu)榈碗娖?。該腳為集電極開路輸出,最大灌電流100mA。3、集成電路NE555NE555是一塊時(shí)基集成電路,它可以構(gòu)成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器等,是一塊用途廣泛的集成電路。NE555集成電路管腳如圖3,內(nèi)部等效電路如圖4。圖3圖4NE555引腳功能簡介:1腳:公共地端為負(fù)極。2腳:低觸發(fā)端TRIG,低于1/3電源電壓時(shí)即導(dǎo)通。3腳:輸出端OUT,電流可達(dá)200mA。4腳:強(qiáng)制復(fù)位端RESET,不用時(shí)可與電源正極相連或懸空。5腳:用來調(diào)節(jié)比較器的基準(zhǔn)電壓,簡稱控制端CONT,不用時(shí)可懸空,或通過0.01μF電容器接地。6腳:高觸發(fā)端THRES,也稱閾值端,高于2/3電源電壓時(shí)即截止。7腳:放電端DISCH。8腳:電源正極VDD。4、整機(jī)電路原理圖見圖1所示。圖1多功能電子密碼鎖電路原理圖5、電路元件清單序號(hào)元件名稱編號(hào)規(guī)格數(shù)量11/4W電阻R12.2K12R2R14R151K33R34.7K14R4R5R6R8R9R11R12R16R17R1810K105R71M16R10100K17R13R19R202K38備用5.1K19備用20K110二極管VD1~VD41N4007411D1~D81N4148812穩(wěn)壓二極管VD52.2V113電解電容C1C4220uF/25V214C3C1010uF/25V215C6C141uF/50V216C7100uF/25V117C152.2uF/50V118瓷片電容C2C5C11~C13C16104619C8C9103220三極管Q18050121Q2Q39013222藍(lán)白可調(diào)臥式電位器RP1RP410K223RP2100K124RP320K125小按鍵S0~S96*6*51026發(fā)光二極管LED15mm紅色127LED25mm綠色128集成電路U1CD4017129U2NE555130U3LM567131集成電路插座16P1328P233繼電器K19V134可控硅Q4MCR100-6135電源輸入接口P12P座子136單排針TP1~TP4單針437電路板支撐柱3*10438螺絲3*64三、裝配及調(diào)試說明1、裝配根據(jù)電路原理圖和PCB板,將元件安裝焊接到PCB板上,安裝焊接要求詳見試題部分第二題(電子產(chǎn)品裝配)。2、電路板銅箔存在1處未連通性故障,要求進(jìn)行檢修,請(qǐng)根據(jù)故障原因和電路原理圖分析電路,并用導(dǎo)線或元件引腳連接。3、調(diào)試電路通電前應(yīng)仔細(xì)檢查所有元件焊接是否正確,例如:是否出現(xiàn)虛焊、連焊、極性焊反和元件錯(cuò)焊等常見焊接問題。檢查無誤后用萬用表測(cè)量電源輸入端是否短路,若是一切正常方可進(jìn)行調(diào)試。電源電路主要由整流濾波電路、串聯(lián)式穩(wěn)壓電路組成,電路輸入AC12V交流電源,調(diào)節(jié)RP1使電容C5兩端電壓為DC9V。如果調(diào)不到9V,請(qǐng)根據(jù)電路原理圖分析原因,并用套件中提供的備用電阻合理修改電源電路參數(shù)解決故障。電源調(diào)試成功后,首先分析電路原理,找到密碼,按要求按下按鍵,NE555電路才能正常工作,通過調(diào)節(jié)RP2、RP3、RP4三個(gè)電位器,使繼電器吸合??碱}答卷部分一、元件篩選與測(cè)試(10分)準(zhǔn)確清點(diǎn)和檢查全套裝配材料數(shù)量和質(zhì)量,進(jìn)行元器件的識(shí)別和檢測(cè),篩選確定元器件,檢測(cè)過程中填寫下表。(注:質(zhì)量判定填寫“可用”、“斷路”、“短路”、“漏電”)所使用的萬用表型號(hào)為:____________________________元器件識(shí)別及檢測(cè)內(nèi)容配分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分電阻器色環(huán)標(biāo)稱值(含誤差)每支1分共計(jì)2分識(shí)別錯(cuò)誤錯(cuò)不得分。棕黑黑紅棕紅紫綠橙金電容器數(shù)碼標(biāo)志容量值(uF)每支1分識(shí)別錯(cuò)誤錯(cuò)不得分。104穩(wěn)壓二極管正向電阻反向電阻測(cè)量檔位質(zhì)量判定每支1分錯(cuò)1項(xiàng),該二極管不得分。VD5三極管畫外形示意圖標(biāo)出管腳名稱電路符號(hào)質(zhì)量判定每支1分錯(cuò)1項(xiàng),該三極管不得分。Q1可調(diào)電阻RP1畫外形示意圖標(biāo)出管腳名稱電路符號(hào)質(zhì)量判定每支1分不得分。錯(cuò)1項(xiàng),該可調(diào)電阻繼電器K1畫外形示意圖標(biāo)出管腳名稱電路符號(hào)質(zhì)量判斷2分錯(cuò)1項(xiàng),該繼電器不得分。萬用表的使用和維護(hù)萬用表正常使用和維護(hù)操作全過程中,對(duì)萬用表的使用逐工位檢查2分各項(xiàng)操作方法不當(dāng)及錯(cuò)誤操作手法扣1分/項(xiàng)二、焊接與組裝電路(35分)安全文明生產(chǎn)要求: 儀器、工具正確放置,按正確的操作規(guī)定進(jìn)行操作規(guī)程進(jìn)行操作,操作過程中愛護(hù)儀器設(shè)備、工具、工作臺(tái),防止出現(xiàn)觸電事故。工藝要求:元件安裝整齊、焊點(diǎn)美觀(30分)內(nèi)容技術(shù)要求配分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分元器件引腳1、引腳加工尺寸及成形應(yīng)符合裝配工藝要求61、檢查成品,不符合要求的,每處每件扣0.5分/件。2、根據(jù)監(jiān)考記錄,工具的不正確操作,每次扣0.5分。元器件安裝2、元件高度及字符方向應(yīng)符合工藝要求3、元件安裝橫平豎直8焊點(diǎn)4、焊點(diǎn)大小適中,無漏、假、虛、連焊,焊點(diǎn)光滑、圓潤、干凈,無毛刺5、焊盤不應(yīng)脫落6、修腳長度適當(dāng),一致,美觀10安裝質(zhì)量7、集成電路、二三極管等及導(dǎo)線安裝均應(yīng)符合工藝要求8、元器件安裝牢固,排列整齊9、無燙傷和劃傷,整機(jī)清潔無污物6常用工具的使用和維護(hù)10、電烙鐵的正確使用11、鉗口工具的正確使用和維護(hù)12、萬用表正常使用和維護(hù)13、毫伏表正常使用和維護(hù)14、示波器正常使用和維護(hù)5三、電路調(diào)試(40分)1、密碼讀?。?分)根據(jù)給出的圖1《多功能電子密碼鎖電路原理圖》,分析出此電路密碼(即10個(gè)按鈕應(yīng)選擇那些按鈕按什么順序按下可控硅Q4才能導(dǎo)通) 2、密碼設(shè)置(5分) 請(qǐng)將密碼設(shè)置為20136+工號(hào)末位(例如工位號(hào)末位為2,則密碼為201362),并按你的密碼設(shè)計(jì)電路,畫出相應(yīng)的密碼電路部分。3、電源電路工作正常。調(diào)整電源電路的電位器及改變電路參數(shù),要求能正確輸出9V直流電壓。(5分)4、電路故障排除:要求密碼電路工作正常,輸入正確密碼(即按順序按下按鍵),紅色發(fā)光二極管LED1亮,如果輸錯(cuò)密碼,則紅色發(fā)光二極管LED1不亮,說明電路工作正常。發(fā)現(xiàn)電路中的不正常情況,請(qǐng)用最簡單的方法進(jìn)行處理。(5分)5、信號(hào)產(chǎn)生電路正常工作(5分)當(dāng)輸入正確密碼后,紅色發(fā)光二極管LED1亮,TP1、TP2、TP3應(yīng)有信號(hào)輸出,且信號(hào)的頻率會(huì)隨RP2、RP3的調(diào)節(jié)而發(fā)生變化。 6、信號(hào)接收及輸出電路正常工作(5分)通過調(diào)節(jié)RP2、RP3和RP4,LM567自身的頻率與NE555電路產(chǎn)生的頻率一致的時(shí)候,繼電器吸合,綠色發(fā)光二極管LED2亮。7、參數(shù)測(cè)試(本項(xiàng)分2小項(xiàng),第1小項(xiàng)5分,第2小項(xiàng)5分,共10分) 要求:使用給出的儀器儀表,對(duì)相應(yīng)電路進(jìn)行測(cè)量,把測(cè)量的結(jié)果填在相應(yīng)的表格及空格中。(1)接上電源,輸入正確密碼(即紅色發(fā)光二極管發(fā)光),將RP2、RP3調(diào)到最下端,測(cè)量測(cè)試點(diǎn)TP2、TP3。TP2:記錄示波器波形示波器頻率器毫伏表得分時(shí)間檔位:幅度檔位:峰峰值:頻率:周期:測(cè)量交流電壓:TP3:記錄示波器波形示波器頻率器毫伏表得分時(shí)間檔位:幅度檔位:峰峰值:頻率:周期:測(cè)量交流電壓:(2)電路正常工作時(shí)(即輸入正確密碼后,兩個(gè)發(fā)光二極管都發(fā)光且繼電器吸合),測(cè)量測(cè)試點(diǎn)TP1、TP4TP1:記錄示波器波形示波器頻率器毫伏表得分時(shí)間檔位:幅度檔位:峰峰值:頻率:周期:測(cè)量交流電壓:TP4:記錄示波器波形示波器頻率器毫伏表得分時(shí)間檔位:幅度檔位:峰峰值:頻率:周期:測(cè)量交流電壓:四、電路設(shè)計(jì)軟件PROTELDXP2004應(yīng)用――話筒放大電路設(shè)計(jì)(15分)考生須知:考生必須在D:盤以“準(zhǔn)號(hào)證號(hào)”為名建立一個(gè)文件夾,并在該文件夾中以“準(zhǔn)號(hào)證號(hào)”為名建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫文件,將所有答題放入設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫里。試題(以下所有題目都以圖5為依據(jù)):圖5話筒放大電路原理圖新建設(shè)計(jì),命名為“話筒放大電路”。制作電路圖元件符號(hào),新建原理圖元件庫文件,在庫中繪制U1。(1分)制作封裝(共2分)建立PCB元件庫文件,并在庫中繪制元件RP1和C8的封裝。要求:元件RP1的封裝外形尺寸如圖6所示,它的焊盤直徑為2mm,焊盤孔徑為0.8mm,焊盤間距為2.54mm。(1分)元件C1(C2C8C9)的封裝外形尺寸如圖7所示,它的焊盤直徑為1.5mm,焊盤孔徑為0.7mm,焊盤間距為3mm,外形直徑為5mm。(1分)圖6(單位:mm)圖7(單位:mm) 畫原理圖(共5分)(1)建立名為“
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